package com.leetcode.study;


public class MergeSort {
    public static void main(String[] args) {
        /*int[] ar1 = new int[]{1, 8, 4,6,32,5,7};
        mergeSort(ar1,ar1.length);
        System.out.println();

        int[] arr = new int[]{9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0};
        int[] temp = new int[arr.length];
        mergeSort(arr, temp, 0, arr.length - 1);
        System.out.println(Arrays.toString(temp));*/


        int[] ar2 = new int[]{1, 8, 4,6,32,5,7};
        guiBing(ar2,0,ar2.length-1);
        System.out.println();
    }


    public static void guiBing(int[] arr, int l, int r) {

        if (l == r) {
            return;
        }
        int mid = (l + r) >> 1;

        guiBing(arr,l,mid);
        guiBing(arr, mid + 1, r);
        mergeSortD(arr,l,mid,r);
    }

    public static void mergeSortD(int[] arr, int l, int mid, int r) {
        // 一个临时数组
        int[] temp = new int[r - l + 1];
        // 左部分起始位置
        int i = l;
        // 右部分其实位置
        int j = mid + 1;

        // 临时数组起始位置
        int k = 0;

        while (i <= mid && j <= r) {
            if (arr[i] <= arr[j]) {
                temp[k++] = arr[i++];
            }else {
                temp[k++] = arr[j++];
            }
        }

        // 左边剩余
        while (i <= mid) {
            temp[k++] = arr[i++];
        }

        // 右边剩余
        while (j <= r) {
            temp[k++] = arr[j++];
        }

        // 将数组复制到原数组
        for (int m = 0; m <= r - l; m++) {
            arr[l + m] = temp[m];
        }
    }

    public static void sort(int[] arr, int l, int r) {
        // 递归出口
        if (l == r) {
            return;
        }

        int mid = (l + r) >> 1;

        sort(arr,l, mid);
        sort(arr,mid + 1, r);
        mergeN(arr,l,mid,r);
    }

    public static void mergeN(int[] arr, int l, int mid, int r){

        // 申请一个大小跟a[p...r]一样的临时数组
        int[] temp = new int[r - l + 1];

        /*定义左半部分遍历起始位置*/
        int low1 = l;
        /*定义右半部分遍历起始位置*/
        int low2 = mid + 1;

        /*定义临时数据初始位置*/
        int pos = 0;

        /*判断两部分指针的位置，有任何一方到达数据表尾部，停止循环*/
        while (low1 <= mid && low2 <= r) {

            /*升序排列小的放前，大的放后*/
            if (arr[low1] < arr[low2]) {
                temp[pos++] = arr[low1++];

            } else {
                temp[pos++] = arr[low2++];

            }

        }

        /*如果左半部分没有执行完，则继续执行*/
        while (low1 <= mid) {

            temp[pos++] = arr[low1++];

        }

        /*如果右半部分没有执行完，则继续执行*/
        while (low2 <= r) {

            temp[pos++] = arr[low2++];

        }

        /*将存在临时表的数据覆盖到原始数据表，进行下一轮排序*/
        for (int i = 0; i <= r - l; ++i) {
            arr[l + i] = temp[i];
        }


    }

    // 归并排序算法, a是数组，n表示数组大小
    public static void mergeSort(int[] a, int n) {
        mergeSortInternally(a, 0, n - 1);
    }

    // 递归调用函数
    private static void mergeSortInternally(int[] a, int p, int r) {
        // 递归终止条件
        if (p == r) {
            return;
        }

        // 取p到r之间的中间位置q,防止（p+r）的和超过int类型最大值
        int q = p + (r - p) / 2;
        // 分治递归
        mergeSortInternally(a, p, q);
        mergeSortInternally(a, q + 1, r);

        // 将A[p...q]和A[q+1...r]合并为A[p...r]
        merge(a, p, q, r);
    }

    private static void merge(int[] a, int p, int q, int r) {
        int i = p;
        int j = q + 1;
        int k = 0; // 初始化变量i, j, k
        int[] tmp = new int[r - p + 1]; // 申请一个大小跟a[p...r]一样的临时数组
        while (i <= q && j <= r) {
            if (a[i] <= a[j]) {
                tmp[k++] = a[i++]; // i++等于i:=i+1
            } else {
                tmp[k++] = a[j++];
            }
        }

        // 判断哪个子数组中有剩余的数据
        int start = i;
        int end = q;
        if (j <= r) {
            start = j;
            end = r;
        }

        // 将剩余的数据拷贝到临时数组tmp
        while (start <= end) {
            tmp[k++] = a[start++];
        }

        // 将tmp中的数组拷贝回a[p...r]
        for (i = 0; i <= r - p; ++i) {
            a[p + i] = tmp[i];
        }
    }


    public static void mergeSort(int[] arr, int[] temp, int left, int right) {

        /*判断左是否小于右指针，如果条件不成立则表示数据表只有一个数值*/
        if (left < right) {

            /*获取中间值*/
            int middle = (left + right) >> 1;

            /*将数据表拆分成左半部分和右半部分*/
            mergeSort(arr, temp, left, middle);
            mergeSort(arr, temp, middle + 1, right);

            /*此时左半部分和右半部分都是有序的，对两部分进行汇和*/
            merge(arr, temp, left, middle, right);
        }
    }

    public static void merge(int[] arr, int[] temp, int left, int middle, int right) {

        /*定义左半部分遍历起始位置*/
        int low1 = left;
        /*定义右半部分遍历起始位置*/
        int low2 = middle + 1;

        /*定义临时数据初始位置*/
        int pos = left;

        /*判断两部分指针的位置，有任何一方到达数据表尾部，停止循环*/
        while (low1 <= middle && low2 <= right) {

            /*升序排列小的放前，大的放后*/
            if (arr[low1] < arr[low2]) {

                temp[pos++] = arr[low1++];

            } else {

                temp[pos++] = arr[low2++];

            }

        }

        /*如果左半部分没有执行完，则继续执行*/
        while (low1 <= middle) {

            temp[pos++] = arr[low1++];

        }

        /*如果右半部分没有执行完，则继续执行*/
        while (low2 <= right) {

            temp[pos++] = arr[low2++];

        }

        /*将存在临时表的数据覆盖到原始数据表，进行下一轮排序*/
        while (left <= right) {

            arr[left] = temp[left++];

        }
    }


}
